北京大学地震概论课程完美课程课件总结.docx

1、地学发展简史：水火不相容（火成论，水成论）-均变与质变-固定轮与活动论；数值上等于恒星周年视差的倒数。因此，1pc=360 6060/2PI1 天文单位=206265 天文单位=3.2616 光年=308568 亿公里离太阳最近的恒星比邻星的距离约为 1.29pc（4.22 光年） 。地球公转轨道的平均半径（一个天文单位，AU ）霍金的宇宙：无边界有限宇宙 马克思的宇宙：时空无限天体 He 丰度为宇宙成分的 26%星系出现 1 亿年太阳系出现 10 亿年首批生命 12 亿年宏观生命形式的进化 15 亿年水金地火（小行星带）木土天海冥太阳系的轨道特性：近圆形、同向性、共面性；行星运动三大定律：1

2、、行星在椭圆轨道上运动，太阳位于期中一个焦点上；2 、行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积；3、行星公转周期的平方与轨道半长径的方成正比。太阳：色球层（耀斑）-光球层（太阳黑子）-对流层- 辐射层 -核心恒星结局：红巨星小于 3 个太阳先白矮星后黑矮星 3-10 个太阳超新星大于十个黑洞；木星卫星 63 颗 彗星：彗核、彗发固体 C、冰冻水|CH4NH3；彗尾 CO+N2+CO2+原始大气：一氧化碳、氢、水 后全部或大部溢出地球。由地震引起的破坏，统称之为地震灾害.唐山大地震 7.8 级死亡 24 万人 中国历史上第二大最具破坏力的地震 20 世纪大地震死亡人数近 80 万人 土耳其地

3、震创地震损失经济之最地震灾害 95%以上的伤亡是由于建筑物倒塌造成的，大约 50%的财产损失是由地震的次生灾害造成的固体地球物理学和空间物理学构成地球物理学；地震学时地球物理学的主要部分，研究地震的发生、传播、地球内部构造的一门科学。最早赘述记载公元前 1831 年山东“秦山震”1679 年三河地震时北京附近最大的地震。古代各国对地震说法：中国阴阳说，古希腊气动说，日本地震鲶。1910 美国地震学家里德 弹性回调理论地震波与其它波动现象（如，光波、电磁波）一样，有反射、透射、衍射、散射等现象；也满足：惠更斯原理（Huygens Principle) 和费尔马原理（Fermats Princip

4、le)。但控制地震波传播的最基本原理仍是牛顿定律，即：牛顿定律在连续介质力学中的表达形式地震学中的 Fermat 定理：地震波在介质中传播的路径为走时最小的路径 .Fermat 定理是地震波的高频近似解（地震波的特征波长远小于所研究问题的特征尺度）地震射线，能量束分布呈高斯分布，宽度 d 反比于频率 f 当 f-无穷，d-0 ；能量束成为射线。在无界的天性介质中，存在两种基本类型的弹性波：纵波（P）V 横波（S) 纵波的速度一般是横波的根号三倍，在地震记录中总是纵波先到达。在一定边界条件下，弹性波动方程还给出面波解和自由振荡解。面波类型 Love 波 Rayleigh 波。影响自由振荡周期的因

5、素：自转、横向非均匀性；第一个远震记录：德国记录日本；地震波最初从地球内的一点发出，这点就是震源，位于地球表面的恰又位于震源之上那点称为震中。1935 里克特提出按照地震仪器探测到的地震波的振幅将地震分级。里氏震级 ML 是最大地震波振幅以 10 为底的对数。对一个 100 千米外的地震记录到 1cm 的峰值波（1%0 毫米的 10000 倍）振幅震级 4.受力状态下，岩石发生变形。冷的脆性岩石容易发生脆性破裂（断层） ，从而导致天然地震。地球深部的岩石由于温度较高，在受力状态下岩石容易发生弯曲或流动。一般情况下，处于应力状态的岩石或者流动或者破裂主要取决于温度。应力撤销能恢复状态的叫弹性体。

6、断崖暴露的断层面。断层滑动开始的地方叫震源，震中是其在地表的垂直投影。断层面与地球表面的夹角叫倾角。站在断层的地表面上，上盘在你的正右方，你所面对的方向为走向方向。断层面和地表的交线的走向方向与正北的顺时针夹角叫断层的走向。0-360四种基本类型正断层（Normal）逆断层（Reverse）走滑断层（Strike-Slip 有左旋右旋问题右手法则 大拇指上为左旋）斜滑断层（Oblique ）断层类型取决于断层的滑移方向（Slip） 。单位面积上受到的力-应力 断层面上应力超过其摩擦力时断层发生滑动。正断层垂向压力最大，逆断层最小，板块构造学说意义可以和原子结构的发现、生物进化论相提并论。经历三

7、个阶段：大陆扩张、海底扩张、板块构造。泛大陆-（劳亚大陆和冈瓦那大陆）17 世纪以前灾变说，1785 均变原理 后来“将今论古方法” ，近百年槽台说。大陆漂移的证据：1、形状复杂的板块拟合 2、化石 3、岩石 4、山脉 5、古气候数据 进一步证据：海洋钻探，地震和火山的分布，同位素测定年龄。最老的海洋地壳年龄只有 180 百万年，比地陆地壳小 20 多倍。大西洋和太平洋洋中脊发现更多的热泉，热泉的水温高达 380c。 ，在其周围形成了奇特的生态系统。这些生物的食物链不是靠光合作用维持生存的。而是靠硫化氢氧化细菌维持化学合成形式。七大板块：印度-澳大利亚板块、太平洋板块、北美板块、南美板块、欧亚

8、板块、非洲板块、南极板块扩散边界新的地壳在此产生。汇聚边界地壳在此消失（消减带） 。三种碰撞洋陆碰撞；洋洋碰撞；陆陆碰撞 海陆海沟、消减带火山弧，陆壳迅速隆起，深源地震。 陆陆两者都不消减；褶皱隆起；形成高原 转换边界由于扩散边界的扩散速度差异而产生的走滑断层，板块之间在此作相互水平运动。 一般在海洋 浅源地震大西洋中脊是扩散边界的例子，每年 2.5 厘米 冰岛研究扩散边界最好的陆上天然实验室地震 断层摩擦力时阻止断层两边相互运动的应力，大地震发生时大部分变能转化成热能（克服摩擦力）消耗掉了 地震效率=地震波能量/地震能=7.5-15% 看书关于震级三大地震带：环太平洋 欧亚 海岭（有时称两个

9、地震带）构造地震：地下岩层错动而破裂所成 人工地震：水库地震 地下核爆Snell 定律 入射波，反射波，透射波；对于给定射线 射线参数在传播过程中保持不变。首波又叫侧面波？注意临界角 SinO=V1/V2；距离大于一定值时，首波先到达。外地核固态 内地核都有预测地震而不是预报地震 活动断层或断层段破裂不是随机的1975 年的预测比较成功预测只对少数历史地震记录比较好的地区效果好 比如中国、日本、欧洲、美国加利福尼亚。利用概率预测将来地震是最有用的方法， 里一个概率预测方法是基于弹性回跳模型地震预报三要素：地震发生的时间、地点、强度 可靠的地震预报方法必须具有可重复性，适用于任何破坏性地震地震波

10、速度的变化地壳变形地下水变化气体释放大气效应动物异常行为岩石的电磁性质改变5 种被认为是最有希望的参量：P 波速度、地面升降和倾斜、水井中氡气含量、岩石中的电阻率以及地震发生频度。 近震低矮建筑危害较大 远震高层建筑易受打击；破坏累积效应、疲劳效应、时间、房屋构造目前最大的地震 1960 年 5 月 22 日智利地震90%以上地震属于构造地震，构造地震深度常常在 60 公里以内。震源 70 公里以内的为浅源地震超过 300 的深源地震 中间的中源地震；震中距 100 公里内地方震 100-1000 近震超的远震 92%的地震发生在地壳中其余在地幔上部。地震波分体波和面波 体波分横波 S 纵波

11、P 横波周期长振幅大速度慢 100-800 米每秒 纵波周期短 振幅小 速度快 200-1400面波分瑞利波 勒夫波面波比体波衰减慢、振幅大、周期长、传播远，建筑物破坏主要是面波。震级 M=logA A 表示标准地震仪距震中 100KM 记录的最大水平地面位移，单位是微米。能量 logE =11.8+1.5M震级相差一级能量相差 32 倍震级相差 2 级能量相差 1000 倍。一个 6 级地震相当于两万吨级原子弹。微震5 强烈7 特大8一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度，简称为烈度。用 I 表示。一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影响烈度的因

12、素，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关。中国分12 度次生灾害：火灾、水灾、瘟疫、毒气泄漏一个地区未来 50 年内一般场地条件下可能遭受的有 10%超越概率的地震烈度值成为该地区的基本烈度用 Ib 表示。基岩上地震动幅值小、持续短、震害轻勘探地震学石油勘探的主要方法：地质法、物探方法（重力勘探、磁法勘探，电法勘探，地震勘探。 ） 、钻探方法；地震勘探的工作环节：野外工作、室内资料处理、地震资料解释；2million 死亡 0.6billion 生活在强地震区汶川 北纬 31 度东经 103.4 度汶川大地震是青藏高原向东巨大挤压应力持续释放的结果。地质活动在造成青藏

13、高原隆升的同时，还造成了高原向东的侧向流动和挤压。四川、鄂尔多斯地块比较稳定，深深地扎根于地球的深部。在两个地块接触地带发生应力集中和变形。汶川地震就发生在这个应力活动最复杂的的龙门山断裂带上。震级的修订：测定的地震震级，不仅仅是由地震的大小决定的，它还跟震波传播的时候所经过地方的性质大有关系。岩石错动是有方向性的。即辐射有所谓的“方向性” 。地震学家在测量地震震级的时候常不得不用不同的标度或尺度测量。青海玉树北纬 33.1 经度 96.7 深度 33 度 7.1 级地震海啸条件：深海、大地震、开阔着渐变浅的海岸条件。一般只有 7 级以上的大地震才能产生海啸灾害E=mgh lgE=11.8+1.5M 海啸拨上可达 700km 速度与水厚度的平方根有关